多次的欧美考察使得山本五十六对欧美海军的发展情况了如指掌。山本认识到无论海军本身的实力还是经济的整体实力，日本都无法和英美相抗衡。但是，第一次世界大战后，日本在远东及太平洋地区的扩张欲望急剧膨胀，日美两国展开了激烈的角逐，矛盾日趋尖锐，山本敏锐地感到日美争夺的结果终将导致一场激烈的战争。对此，他始终忧心忡忡。他知道，日本的实力是很难支撑与美国这样幅员辽阔、经济雄厚、军事强大的国家进行全面战争的。在欧美考察期间，山本一直密切注视着世界军事技术的发展趋向，决心从中寻找一条能够迅速增强日本海军实力、缩小日美差距的捷径。
山本五十六具有极强的观察与分析能力，他绝不是那种因循守旧的人，在研究历史与关注现实当中，他始终注重把握战争的发展规律，因此，他对未来战争的发展趋势有着极其敏锐的嗅觉。在经历了几年艰苦的欧美考察之后，山本五十六最终把目光集中在了一战后日益发展但尚未引起人们足够重视的飞机身上。
当山本突然之间在内心产生了一种“航空制胜”的思想之后，他如获至宝，抑制不住自己的兴奋之情，他多年来的忧虑似乎在一夜之间便烟消云散。
飞机，是在20世纪初的1903年12月由美国莱特兄弟发明成功的。1911年，在意土战争中意大利军队皮亚扎上尉驾驶着布莱里奥XI型飞机飞往的黎波里与阿齐齐亚之间的土耳其阵地上空进行了长达1小时的侦察，加沃蒂少尉驾驶“鸽”式飞机向土军阵地投掷了4颗各重2公斤的榴弹。这是人类首次带着杀人的明确目的升空，从而也揭开了飞机用于战争的序幕。飞机作为战争工具初出茅庐，便显示出它的非凡本领和广阔的发展前景，引起了各国军方的高度重视。各国购买飞机的订单纷纷飘向当时两个主要飞机生产国——法国和意大利。到1914年8月第一次世界大战爆发时，几乎所有的大国都在其武装力量的编成中设有军事航空队，飞机总数约有1000架。大战爆发后，随着飞机被广泛应用，各交战国都拨出大量经费发展军事航空，结果无论飞机的数量还是飞机作为战斗手段的能力都大大提高。到大战快要结束的时候，飞机大量集中使用的原则已在此基础上确立下来，参加一次战役的飞机多达1000架已不罕见。1918年9月，以美军为主力实施的圣米耶尔战役，协约国投入的飞机数量多达1500架。在第一次世界大战期间，各国共生产军用飞机18.19万架，作战双方投入战场的飞机数约为10万架。此外，飞机本身的技术性能有了很大的提高，发动机的功率越来越大，并出现了多发动机飞机，飞机的飞行高度有了提高，速度在加快，航程在加大。
飞机技术的发展拓展了飞机的应用范围，在陆基飞机刚刚发明后不久，一些拥有天才般想像力的发明家便试图发明一种联结天空和海洋的新机种——水上飞机。1905年6月6日，法国人加布里埃尔·瓦赞发明了第一架从水上起飞的飞机。1908年，美国人格伦·柯蒂斯又发明了一种称为“潜鸟”的水上飞机。1910年，美国海军第一次使用舰载飞机起飞成功，从而宣告了海上航空母舰的诞生。第一次世界大战期间，英国最早使用舰船运载飞机投入战斗。当时作为航空母舰使用的舰船是利用旧巡洋舰或战列舰改造的，它仅有停机平台而无起飞跑道，飞机的起飞和降落是用吊车吊卸在水面上进行的，因而十分原始，又由于航空母舰在飞机起飞时必须停止不动，战斗中极易受到攻击。这种情况迫切要求改进航空母舰的起飞装置。到第一次世界大战快要结束的时候，英国海军在军舰的飞行甲板上试验起飞和降落获得成功，在1918年建成的“百眼巨人”号的甲板上，第一次建造了完全没有阻碍的飞行甲板，并装备了起飞弹射器，成为世界上第一艘真正的航空母舰。虽然舰载飞机在第一次世界大战中只是作为舰艇的附属兵器配合舰艇而行动，没有取得什么惊人的战绩。但是它的投入使用，却意味着飞机航程的增大及拥有战术发起上的突然性。因此在第一次世界大战结束后，航空母舰便开始大量出现，获得长足发展。但是由于“巨舰大炮主义”的影响，各国海军其时仍把注意力集中在制造大规模的超级战列舰身上，对航空母舰和海军航空兵的认识仍然极为肤浅，航空母舰和海军航空兵还只是被视为一种辅助兵力，设想用它来掩护战列舰、巡洋舰在大海上冲锋陷阵。
飞机在第一次世界大战中的应用，揭示了它广阔的发展前景。为此，战争结束后，在欧洲军事学术界和军政界展开了对航空兵在未来战争中的作用和地位问题的热烈讨论。一种从战略的高度去认识飞机的军事价值，主张大力发展航空兵以夺取制空权，并进而赢得战争的理论出现了。
这种新理论的代表人物首推著名的军事理论家、意大利的杜黑将军。
朱利奥·杜黑，1869年5月30日出生于意大利的卡塞塔。在莱特兄弟发明飞机之后，杜黑就注意到了飞机的战斗作用。1909年他首次撰文指出制空权和空中力量的重要性。他这样写道：“天空即将成为战场。现在人们都强调制海权，但不久就会看到，制空权比制海权更为重要。”在他的努力下，意大利的飞机事业得到了较快的发展。1914年他参加了第一次世界大战。战后杜黑被任命为意大利航空部部长，对飞机在大战中的作用作了详尽的考察和研究。1921年，他发表了关于空中力量的名著《制空权》一书，全面地阐述了他对空中作战的基本观点。杜黑认为，飞机作为一种进攻兵器具有无可比拟的潜在能力，利用强大的航空兵可以夺取绝对的制空权，并且可以轰炸敌人的军事、经济、政治中心，摧毁敌人的地面防线，较快地取得战争的胜利。杜黑理论的核心是制空权，一个基本观点是空军将成为未来战争中主要的、决定性的力量。因此，杜黑的理论又被称为“空军制胜论”。